lunes, noviembre 04, 2013

Nobel Física 2013: Englert y Higgs por la teoría del origen de la masa de las partículas | Francis (th)E mule Science's News


Nobel Física 2013: Englert y Higgs por la teoría del origen de la masa de las partículas

Dibujo20131008 englert - higgs - beh potential
Desde 1901, han recibido el Premio Nobel de Física 196 científicos. Los dos últimos se han anunciado esta misma mañana, aunque muy pocos teníamos dudas sobre quiénes serían, el físico escocés Peter W. Higgs (Universidad de Edinburgo, Escocia, Gran Bretaña) y el físico belga François Englert (Universidad Libre de Bruselas, Bélgica). El físico belga Robert Brout también habría recibido el galardón si no hubiera fallecido en el año 2011. Los tres desarrollaron en 1964 el mecanismo de Brout-Englert-Higgs de rotura espontánea de la simetría electrodébil que da origen a la masa de las partículas fundamentales, mecanismo que predice la existencia de una nueva partícula, el bosón de Brout-Englert-Higgs, un bosón escalar que fue observado en las colisiones del LHC en el CERN el 4 de julio de 2012. Hoy sabemos que dicho bosón escalar se comporta como predice la teoría, llamada modelo estándar, dentro de las cotas experimentales previstas. En este blog he hablado tanto del bosón de Higgs que hay poco que pueda decir más. Así que os dejo los vídeos de mi conferencia en diciembre de 2012 sobre el bosón de Higgs. ¡Qué los disfrutéis!
Por cierto, acerté mi predicción en La Rosa de los Vientos. Era una predicción segura, pero bueno.
Te recomiendo leer: el anuncio oficial del premio [PDF], la nota de prensa oficial [HTML], información divulgativa para todos [PDF] e información técnica para físicos [PDF].
Dibujo20131008 englert higgs - higgs particle completing the standard model puzzle
No te voy a resumir la información técnica que acompaña el Premio, pues no me gusta cómo se describen los detalles del mecanismo de rotura espontánea de la simetría de Brout-Englert-Higgs. Por ejemplo, decir que hay campos “invisibles” que llenan el espacio (“invisible fields fill space”) no tiene sentido; ¿es invisible lo que observo como partículas? ¿es invisible un campo electromagnético? ¿es invisible la gravedad? O por ejemplo, decir que el Higgs es un campo “fantasma” (“the ghost-like Higgs field”) tampoco tiene sentido (en física se usa el concepto de campo/partícula fantasma en otro sentido muy diferente); frases como “even if space were to be emptied completely, it would still be filled by a ghost-like field that refuses to shut down: the Higgs field” no tienen ningún sentido (el espaciotiempo vacío está relleno de campos cuánticos que fluctúan constantemente dando lugar a partículas virtuales).
Dibujo20131008 symmetry breaking - higgs field - tenth billionth of a second after big bang
Me gusta que se destaque la conexión cosmológica entre el campo de Higgs y el Big Bang (algo que no gusta a muchos físicos de partículas, pero que yo he destacado mucho en este blog). Los físicos creemos que el universo nació simétrico y que sufrió múltiples roturas de simetría hasta llegar al estado actual, muy poco simétrico (con todas las simetrías muy ocultas). La rotura de la simetría electrodébil ocurrió cuando el universo tenía diez billonésimas de segundo de existencia. A partir de ese momento se acopló a los bosones vectoriales dotándolos de masa, así como a los fermiones.
Dibujo20131008 higgs discovery - four muons on atlas - two photons on cms - lhc - cern
También me gusta que se destaque la importancia del descubrimiento experimental en los detectores ATLAS y CMS del LHC en el CERN. En esta figura se presenta a la izquierda un suceso de ATLAS en el que un Higgs se desintegra en dos bosones Z que a su vez producen cuatro muones (líneas rojas) y a la derecha uno de CMS en el que un Higgs se desintegra mediante un vértice triangular de tres bosones W en dos fotones (líneas verdes).
Y finalmente me gusta que la información técnica sobre el premio incluya el lagrangiano del modelo estándar previo a la rotura de la simetría electrodébil así como la formulación matemática del campo de Higgs. Un poco de matemática nunca hace daño a los ojos de los lectores que quieren saber más.

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